Стабилизирующая кольцевая буровая коронка



Стабилизирующая кольцевая буровая коронка
Стабилизирующая кольцевая буровая коронка
Стабилизирующая кольцевая буровая коронка

 


Владельцы патента RU 2577351:

Третьяк Александр Александрович (RU)

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента для бурения скважин различного назначения с отбором керна и может быть использовано при отборе керна в продуктивных пластах нефтяных и газовых скважин. Технический результат заключается в уменьшении искривления ствола скважины, увеличении механической скорости бурения, ресурса или проходки на коронку. Стабилизирующая кольцевая буровая коронка содержит корпус с присоединительной резьбой, разделенный основными промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены алмазно-твердосплавными пластинами, имеющими отрицательные передние углы в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы к торцевой поверхности забоя скважины, при этом основные промывочные каналы выполнены встречно под углом. В корпусе коронки в секторах встречно под углом расположены дополнительные промывочные каналы, основные и дополнительные промывочные каналы выполнены по всей высоте корпуса коронки по винтовой линии вправо по ходу вращения коронки, высота корпуса коронки зависит от шага винтовой линии основных и дополнительных промывочных каналов, внутри дополнительных промывочных каналов размещены две и более алмазно-твердосплавные калибрующие пластины, каждая из которых представляет собой элемент отдельной винтовой линии и закреплена на корпусе с помощью пайки или механическим способом под отрицательным углом от минус 5˚ до минус 15˚ относительно поверхности резания. 3 ил.

 

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента для бурения скважин различного назначения с отбором керна, и может быть использовано при отборе керна в продуктивных пластах нефтяных и газовых скважин.

Известна конструкция твердосплавных коронок, содержащая корпус с резьбой для соединения с кернорвателем и колонковой трубой (Сулакшин С.С. Бурение геологоразведочных скважин. - М.: Недра, 1994, с. 23).

Недостатком коронки является невозможность добиться плавной траектории бурения скважины, особенно если разрез скважины представлен переслаивающимися горными породами с определенным углом залегания, высокий уровень вибрации, низкая механическая скорость бурения, особенно при разбуривании горных пород 7-9 категории по буримости.

Наиболее близким техническим решением к изобретению, принятым за прототип, является кольцевая буровая коронка (Патент РФ №2435927, МПК E21B 10/48, E21B 10/60, опубл. 10.12.2011).

Кольцевая буровая коронка, содержащая корпус с присоединительной резьбой, разделенная промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены алмазно-твердосплавными пластинами (АТП), имеющими отрицательные передние углы в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы к торцевой поверхности забоя скважины, промывочные каналы выполнены встречно под углом.

Высота корпуса коронки составляет порядка 70 мм. Коронка содержит основные режущие, кернообразующие и скважинообразующие резцы, но не содержит калибрующих резцов. Расположить их при такой высоте коронки не представляется возможным, учитывая то, что высота резьбовой части должна быть минимум 40 мм.

Недостатком конструкции является отсутствие калибрующих резцов, что не позволяет добиться плавной траектории бурения скважины, способствующей искривлению ствола скважины, высокий уровень вибрации, низкая механическая скорость бурения, особенно при разбуривании горных пород 7-9 категории по буримости, малая проходка на коронку.

Задача изобретения - уменьшение искривления ствола скважины, увеличение механической скорости бурения и ресурса или проходки на коронку.

Поставленная задача решается за счет того, что стабилизирующая кольцевая буровая коронка, содержащая корпус с присоединительной резьбой, разделенный основными промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены алмазно-твердосплавными пластинами, имеющие отрицательные передние углы в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы к торцевой поверхности забоя скважины, основные промывочные каналы выполнены встречно под углом, в корпусе коронки в секторах встречно под углом расположены дополнительные промывочные каналы, основные и дополнительные промывочные каналы выполнены по всей высоте корпуса коронки по винтовой линии вправо по ходу вращения коронки, высота корпуса коронки зависит от шага винтовой линии основных и дополнительных промывочных каналов, внутри дополнительных промывочных каналов размещены две и более алмазно-твердосплавные калибрующие пластины, каждая из которых представляет собой элемент отдельной винтовой линии и закреплена на корпусе с помощью пайки или любым другим механическим способом (например, запрессовки) под отрицательным углом от минус 5° до минус 15° относительно поверхности резания.

Такое исполнение коронки способствует качественной калибровке ствола скважины, улучшает качество промывки за счет усиления режима турбулентности потока, улучшается вынос шлама, уменьшается вибрация, придается плавность траектории бурения и, как результат, уменьшается искривление скважины, увеличивается механическая скорость бурения, ресурс или проходка на коронку.

Механическая скорость бурения горных пород буровой коронкой зависит в значительной мере от своевременного выноса с забоя скважинного бурового шлама (продуктов разрушения забоя) и будет максимальной при наивысшей степени турбулентности промывочной жидкости. Максимальная турбулентность потока будет в случае применения коронки предлагаемой конструкции.

Мощный турбулентный поток промывочной жидкости позволит транспортировать на поверхность более крупные частицы шлама. Следовательно, шлам не попадет под алмазно-твердосплавные пластины коронки для повторного измельчения и, как результат, будет увеличение механической скорости бурения горных пород и ресурса или проходки на коронку.

На фиг. 1 представлен общий вид коронки.

На фиг. 2 показано положение в плане режущих элементов.

На фиг. 3 показан фрагмент коронки с режущими калибрующими элементами.

Стабилизирующая кольцевая буровая коронка, содержащая корпус 1 с присоединительной резьбой 2, разделенный основными промывочными каналами 3 на секторы 4, которые с торцевой поверхности снабжены алмазно-твердосплавными пластинами 5, имеющие отрицательные передние углы в плане к боковым внутренней γк и внешней γс поверхностям резания и отрицательные передние углы β торцевой поверхности забоя скважины.

Основные промывочные каналы 3 и дополнительные промывочные каналы 6 выполнены встречно под углом. Основные 3 и дополнительные промывочные каналы 6 выполнены по всей высоте корпуса 1 коронки по винтовой линии вправо по ходу вращения коронки. Высота корпуса 1 коронки зависит от шага винтовой линии основных 3 и дополнительных 6 промывочных каналов, внутри дополнительных промывочных каналов 6 размещены две и более алмазно-твердосплавные калибрующие пластины 7, каждая из которых представляет собой элемент отдельной винтовой линии и закреплена на корпусе с помощью пайки 8 или механическим способом под отрицательным углом γс от минус 5° до минус 15° относительно поверхности резания.

γс - угол установки режущего элемента, обрабатывающего боковую стенку скважины.

γк - угол установки режущего элемента, обрабатывающего боковую стенку керна.

Предлагаемая коронка работает следующим образом. Промывочная жидкость, предназначенная для охлаждения коронки и транспортировки продуктов разрушения на поверхность скважины, от промывочного насоса, двигаясь через вращающуюся вправо колонну бурильных труб, корпус коронки, попадает на забой скважины.

Выходя из под торца коронки 1 промывочная жидкость забирает буровой шлам и транспортирует его по основным 3 и дополнительным 6 промывочным каналам на поверхность в режиме наивысшей степени турбулентности за счет того, что основные и дополнительные каналы расположены встречно под углом по винтовой линии вправо. При этом калибрующие АТП 7 закреплены в дополнительном промывочном канале 6 и калибруют стенки скважины, добиваясь уменьшения искривления скважины. Все это в целом создает возможность улучшить вынос шлама с забоя скважины, уменьшить вибрацию, придать плавность траектории бурения и, как результат, добиться увеличения механической скорости бурения и ресурса или проходки на коронку.

АТП имеют цилиндрическую форму, поэтому при значении γc=-5° обеспечивается минимально допустимое значение заднего угла, а при значении γс=-15° усилие резания на цилиндрической стенке скважины приближается к максимально допустимым значениям.

Стабилизирующая кольцевая буровая коронка, содержащая корпус с присоединительной резьбой, разделенный основными промывочными каналами на секторы, которые с торцевой поверхности снабжены алмазно-твердосплавными пластинами, имеющими отрицательные передние углы в плане к боковым внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательные передние углы к торцевой поверхности забоя скважины, основные промывочные каналы выполнены встречно под углом, отличающаяся тем, что в корпусе коронки в секторах встречно под углом расположены дополнительные промывочные каналы, основные и дополнительные промывочные каналы выполнены по всей высоте корпуса коронки по винтовой линии вправо по ходу вращения коронки, высота корпуса коронки зависит от шага винтовой линии основных и дополнительных промывочных каналов, внутри дополнительных промывочных каналов размещены две и более алмазно-твердосплавные калибрующие пластины, каждая из которых представляет собой элемент отдельной винтовой линии и закреплена на корпусе с помощью пайки или механическим способом под отрицательным углом от минус 5˚ до минус 15˚ относительно поверхности резания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к долотам для вращательного бурения. Технический результат заключается в повышении эффективности работы долота.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового долота.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, используемому при бурении скважин в пластах с повышенным содержанием газа, где процесс бурения часто сопровождается микровыбросами.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Технический результат заключается в упрощении монтажа и демонтажа промывочного устройства и повышении эффективности его работы.

Изобретение относится к области горных работ, а именно к породоразрушающим инструментам, предназначенным для бурения скважин. Технический результат заключается в усилении ресурсов работы бурового долота и в росте механической скорости бурения скважин.

Изобретение относится к промывочным узлам породоразрушающего инструмента. Технический результат заключается в повышении эффективности работы бурового долота.

Группа изобретений относится к буровому долоту для ударного бурения твердой породы, к бурильной компоновке с указанным долотом, к использованию указанного долота и к способу ударного бурения горной породы с помощью указанного долота.

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения взрывных шпуров при щадящих буровзрывных работах по отбойке горной массы в крепких горных породах. Технический результат заключается в повышении эффективности и ресурса коронки, увеличении скорости бурения шпуров малого диаметра, обеспечении получения мелкого шлама и эффективного выноса его из шпуров с меньшими энергетическими затратами.

Группа изобретений относится к системе и способу повышения скорости бурения за счет использования вибрации бурильной колонны. Технический результат заключается в повышении скорости бурения, устойчивости и надежности системы, в снижении неблагоприятного влияния колебания давления на буровое долото, в обеспечении безопасности конструкции, в повышении давления нагнетания бурового раствора.

Изобретение относится к горному делу, а именно к буровым коронкам, предназначенным для проходки геологоразведочных скважин на месторождениях твердых полезных ископаемых и воды в породах различной крепости, в том числе и перемежающихся по твердости.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к коронкам с твердосплавным или алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна. Технический результат заключается в повышении эффективности работы буровой коронки, в основном при бурении по перемежающимся и трещиноватым породам.

Изобретение относится к коронкам, предназначенным для бурения взрывных шпуров при щадящих буровзрывных работах по отбойке горной массы в крепких горных породах. Технический результат заключается в повышении эффективности и ресурса коронки, увеличении скорости бурения шпуров малого диаметра, обеспечении получения мелкого шлама и эффективного выноса его из шпуров с меньшими энергетическими затратами.

Изобретение относится к буровым коронкам для бурения геологоразведочных скважин в перемежающихся по твердости породах, а также в мерзлых абразивных грунтах. Технический результат заключается в повышении скорости бурения и проходки на рейс и на коронку с одновременным уменьшением расхода промывочной жидкости, а также повышение КПД резания при переходе на режим терморезания с разупрочнением крепких пород.

Изобретение относится к буровым коронкам для разрушения крепких горных пород, в том числе трещиноватых и перемежающихся по твердости. Технический результат заключается в эффективном разрушении забоя, высокой механической скорости бурения.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, предназначенному для геологоразведочного бурения преимущественно с применением двойных колонковых труб, в том числе со съемным керноприемником.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту. Обеспечивает повышение ресурса коронки, увеличение механической скорости, снижение энергоемкости процесса бурения и сокращение времени на спуско-подъемные операции для ее замены.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту. Обеспечивает повышение ресурса коронки, увеличение механической скорости, снижение энергоемкости процесса бурения и сокращение времени на спуско-подъемные операции для ее замены.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту. Обеспечивает повышение ресурса коронки, увеличение механической скорости, снижение энергоемкости процесса бурения и сокращение времени на спуско-подъемные операции для ее замены.

Изобретение относится к области породоразрушающего инструмента, а именно к буровым коронкам с алмазным вооружением для бурения скважин с отбором керна. Обеспечивает повышение эффективности работы коронки.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения геологоразведочных скважин в горных породах различной крепости, снижающих свою прочность при температурах выше 300-600°С. Технический результат заключается в повышении надежности крепления резцов в корпусе коронки, в увеличении рейсовой проходки и ресурса коронки. Буровая коронка с клиновым соединением резцов содержит корпус с присоединительной резьбой, секторы, образованные на корпусе коронки и разделяющиеся друг от друга промывочными каналами, установленные в пазы скважино- и кернообразующие пластины-резцы с отрицательным передним углом в плане к боковой внутренней и внешней поверхностям резания и отрицательным передним углом к торцевой поверхности забоя скважины. Пластины-резцы выполнены в виде четырехугольников из ударотермопрочного материала, а пазы снабжены Г-образными пластинами, которые имеют дугообразный и прямой концы. Дугообразный конец пластины со стороны нерабочей грани резцов образует упор и прикреплен, например, пайкой или точечной сваркой к корпусу коронки, а прямой конец заведен в промывочный паз и придавлен клином к передней стенке паза с резцом, прижимая последний к корпусу коронки. Клин и стенки промывочного паза выполнены со скосом, угол которого обеспечивает самоторможение, как в конусе Морзе, причем стенки промывочного паза у основания выполнены с пропилом параллельно кромкам пластин-резцов, а над клином выполнены стопоры, прикрепленные сваркой, пайкой или деформированием стенки паза с наплывом над клином. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх